基于DFT的阻抗数字化测量技术研究

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本文提出并实现了一种基于离散傅立叶变换(DFT)的阻抗数字化测量原理。本文设计并实现了“基于DFT的阻抗数字化测量仪”。这是一个基于MATLAB的虚拟仪器。在实现系统之前,为了预估该阻抗测量系统的原理和可行性,对系统进行了仿真试验。为了分析全面,分别研究了被测阻抗为纯电阻、纯电容和纯电感的仿真试验,并分别研究了3种情况下阻抗的模和相角的测量误差。在系统实现方面,特色工作如下:1.设计并实现了基于TMS320F2812的模拟数字转换模块的8通道数据采集系统。2.在DSP开发中,使用了基于C语言的结构和位域的方法来实现对外设寄存器的访问。3.利用hworks公司的Link for Code Composer Studio实现了DSP程序调试的自动化,进而实现了DSP和MATLAB工作空间之间的实时通讯。4.引入了一种基于总体最小二乘(TLS)的正弦曲线拟合算法来对采集到的正弦信号进行滤波,从而消除了噪声(包括谐波失真和量化误差)对测量精度的不良影响。在系统完成之后,为了评价系统的性能,以标准电阻箱和标准电容箱的串联电路为被测对象,进行了一系列的测量,得到若干组数据。然后,用统计学的方法对试验数据进行了一元线性回归分析,从而得到了该系统的测量不确定度。最后,结合阻抗测量的误差理论,分析了该系统的可能的误差来源以及可用的校准和补偿的常规方法。
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